IV. GENÈSE, ÉVOLUTION & DIVERSITÉ

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1 IV. GENÈSE, ÉVOLUTION & DIVERSITÉ
DES ORGANISMES

2 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Terre suffisamment froide pour H2O▼(4.5 Gy), atmosphère e-, pas d’O2 libre, T° semblables Origine exogène (météoritique) tonnes/an Chondrites carbonées (inclusions µm) >3.5% C et 25% H2O kérogène origine abiotique des mol. org.

3 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Terre suffisamment froide pour H2O▼(4.5 Gy), atmosphère e-, pas d’O2 libre Origine atmosphérique Oparin-Haldane (1920) – Urey-Miller (1953) Mélanges gazeux e- (CH4, NH3, H2O...) + énergie donnent composés organiques dont A.A., sucres, bases azotées... Mais atmosphère primitive non réductrice (voir Venus ou Mars) O2 vient de photosynthèse > non oxydant Plutôt neutre (CO, CO2, N2...) Résultats probants mais moindres

4 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Origine hydrothermale Répartition selon dorsales Intrusion magma dans schistes & zéolites (Al SiO-(H2O)n + métaux), adsorbeurs sélectifs et catalyseurs H+ + apports d’eau chaude (300°C) possibilité de synthèse de matériaux organiques

5 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Origine hydrothermale Hypothèse de Wachterhaüser: rôle de la pyrite comme catalyseur métallique de la MO

6 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Origine hydrothermale sur base d’analyse moléculaire (ARNr), les + anciennes bactéries sont (hyper)thermophiles et chemolithotrophes les sources sont-elles à l’origines de la vie OU le refuge de formes de vie primitives? elles ont sûrement servi de réservoir lors de catastrophes de grande ampleur (météorites...) importance des recherches sur formes de vie primitive dans sources hydrothermales Mars, Europe (satellite Jupiter), Io Lac Vostok (Antarctique) et tout lieu où H2O liquide subsisterait grâce à énergie géothermale

7 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Rôle des argiles comme « catalyseurs non enzymatiques » Silicate d’alumine + oxydes ou sulfures métalliques + H2O +... Système isolé mais ouvert, permettant de catalyser certaines réactions Possibilité d’autoréplication (contreplaqué) Possibilité de « construire » des Mol Org à leur surface Chaque strate peut être considérée comme porteuse d’information et susceptible d’irrégularités (cfr code génétique) (modèle Cairn-Smith) Les strates peuvent désquamer et « transférer » leur information Problème: passage de 2 à 1 dimension

8 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Origine génique (ARN) Problème d’être source et finalité.... Premières cellules vers 3.5 Gy: Bactéries anaérobies & hétérotrophes (glycolyse) Photosynthèse vers Gy: H from H2S (sources H.) puis H2O premières Cyanophycées. O2 , + O3, –UV. Poison, peroxysomes, glycolyse, respiration

9 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Apparition des Prokaryotes: vers ~ 3.5 Gy Apparition des Eukaryotes: vers ~ 1.5 Gy Mitose Méiose Glycolyse Respiration

10 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Soupe originelle 3.5 Gy Anaérobie + hétérotrophie Glycolyse puis appauvrie en Mol. Org. (Chimio-Photo)synthèse rôle du S puis de l’O2 comme accept. apparition O2 + O3 détoxication (respi)

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12 Origine: de la Vie aux "cellulaires"
pluricellulaires

13 J.P. Tournefort K. von Linné B. Jussieu
Bernard de Jussieu ( ) : « les caractères, dans leur addition, ne doivent pas être comptés comme des unités, mais chacun suivant sa valeur relative, de sorte qu'un seul caractère constant soit équivalent, ou même supérieur à plusieurs inconstants, unis ensemble ». Charles Darwin (fin du 19ème) : « … la classification doit être basée sur une recherche de parenté ou d’ascendance… ».

14 exemple de classification avec confusion entre phylogénie & généalogie

15 autre exemple de classification erronée
(gésier, bassin,mandibule...)

16 Willi Hennig ( ): fondateur de la systématique phylogénétique Les parentés évolutives entre espèces sont exprimées en rassemblant les espèces en groupes monophylétiques (clades).

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18 Caractères homologues

19 Caractères analogues

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22 Phagocytose d’une cyanobactérie
par un eucaryote flagellé

23 une vue actuelle de la classification du vivant

24 Virus

25 Eubactéries: Deinococcus radiodurans (coques)

26 Eubactéries: Lactobacillus lactis (bacille)

27 Eubactéries: Campylobacter jejuni (vibrioïde)

28 Eubactéries: Treponema pallidum (spirochète)

29 Eubactéries: Actinomyces sp. (mycélium)

30 Eubactéries: comparaison des parois Gram+ <> Gram-

31 Procaryotes : principaux embranchements

32 Importance des Eubactéries
Pathogène: bacilles (peste, tuberculose, typhus...) coques (pneumo-, stphylo-, strepto-...) vibrions (choléra, ulcère...) spirochètes (syphilis, m. de Lyme...) Processus de fermentation: industrie alimentaire Dégradation de la matière organique Symbioses (fixation N2 chez Fabacées, poissons abyssaux, sources hydrothermales...) +++++

33 Eubactéries : Cyanobactéries
fixation N2 Eubactéries : Cyanobactéries

34 spécificités des lipides de la membrane des Archées

35 chapelet de vésicules aplaties (=alvéoles) sous la membrane cellulaire
Lignées d’Eucaryotes essentiellement unicellulaires 1.Alvéolobiontes chapelet de vésicules aplaties (=alvéoles) sous la membrane cellulaire caractères de l’ARNr

36 Alvéobiontes : 1. Ciliés Paramecium

37 Alvéobiontes : 1. Ciliés Euplotes Vorticella

38 Alvéobiontes : 2. Dinophytes

39 Alvéobiontes : 2. Dinophytes
marée rouge

40 Alvéobiontes : 3. Apicomplexés
Plasmodium malariae

41 cellule hérissée d’axopodes et de spicules recouverts de cytoplasme
Lignées d’Eucaryotes essentiellement unicellulaires 2. Actinopodes cellule hérissée d’axopodes et de spicules recouverts de cytoplasme

42 Actinopodes : 1. Radiolaires

43 Actinopodes : 2. Acanthaires

44 3. Foraminifères Lignées d’Eucaryotes essentiellement unicellulaires
filopodes réticulés soutenus par cytosquelette test glycoprotéique (+CaCO3)

45 Foraminifères globigérine falaises de Douvres

46 mitochondries particulières
Lignées d’Eucaryotes essentiellement unicellulaires 4. Euglénobiontes feuillets de microtubules corticaux sous-tendant la membrane cellulaire mitochondries particulières

47 Euglénobiontes : 1. Euglénophytes

48 Euglénobiontes : 2. Kinétoplastidés Leishmania Trypanosoma

49 extensions de pseudopodes
Lignées d’Eucaryotes essentiellement unicellulaires 5. Rhizopodes extensions de pseudopodes

50 Rhizopodes forme nue  et avec thèque 

51 6. Mycétozoaires Lignées d’Eucaryotes essentiellement unicellulaires
alternance de phases uni- et pluricellulaires plasmode caractères génétiques propres

52 Mycétozoaires : 1. Myxomycètes stade plasmode de Physarium

53 Mycétozoaires : 2. Acrasiomycètes
stade unicellulaire amiboïde  et stade plasmode fixé  de Dictyostelum

54 la Lignée Brune chloroplastes à 4 membranes reticulum paraplastidial
pigments particuliers (fucoxanthine)

55 Lignée Brune : 1. Straménopiles 1a. Bacillariophycées
(Diatomées)

56 Lignée Brune : 1. Straménopiles 1a. Bacillariophycées
frustules (SiO2) mode de division asexuée des Diatomées

57 Lignée Brune : 1. Straménopiles 1b. Phéophycées
algues brunes

58 Lignée Brune : 1. Straménopiles 1c. Oomycètes
mildiou de la vigne

59 Lignée Brune : 2. Haptophytes Coccolithophoridées
falaises de Douvres